聲環境質量自動監測系統在城市生態管理中的應用

摘要：聲環境質量是衡量城市環境質量好壞的重要指標，直接影響城市居民的宜居程度和幸福指數。以山西省首個聲環境質量自動監測系統為例，介紹太原市在智能環境監測領域的創新實踐。通過建設15個自動監測站點，實現了24 h連續自動監測，為城市環境管理提供了可靠的數據支撐。結果表明，2023年太原市聲環境質量呈現穩中有升的發展態勢，城市功能區聲環境質量晝間達標率達95%，各類噪聲污染投訴總數同比下降29.4%，成功實現了從手工監測到自動監測的轉變。

關鍵詞：聲環境質量；智能監測；自動監測；噪聲污染防治；環境管理

中圖分類號：X593 文獻標志碼：A 文章編號：1008-9500（2025）03-0-03

Application of Automatic Monitoring System for Acoustic Environment Quality in Urban Ecological Management

JIAO Yongxia

（Taiyuan Ecological Environment Monitoring Center， Taiyuan 030002， China）

Abstract： Acoustic environment quality is an important indicator for measuring the quality of urban environment， which directly affects the livability and happiness index of urban residents. The article takes the first automatic monitoring system for acoustic environment quality in Shanxi Province as an example to introduce the innovative practice of Taiyuan City in the field of intelligent environmental monitoring. By constructing 15 automatic monitoring stations， 24-hour continuous automatic monitoring has been achieved， providing reliable data support for urban environmental management. The results show that in 2023， the sound environment quality in Taiyuan City will show a stable and upward development trend. The daytime compliance rate of sound environment quality in urban functional areas will reach 95%， and the total number of complaints about various types of noise pollution will decrease by 29.4% year-on-year， successfully achieving the transition from manual monitoring to automatic monitoring.

Keywords： acoustic environment quality; intelligent monitoring; automatic monitoring; prevention and control of noise pollution; environmental management

隨著城市化進程的加快，環境噪聲污染成為影響城市居民生活質量的重要問題。環境噪聲包括工業生產、建筑施工、交通運輸以及社會生活中產生的干擾周圍生活環境的聲音。近年來，各類噪聲污染投訴成為人民群眾污染投訴的熱點和焦點問題。山西省太原市堅持以服務人民為導向，以科技支撐為手段，進一步加強聲環境質量監測和噪聲污染防治，為城市居民創造寧靜的生活環境和工作環境。

1 項目背景

近年來，隨著城市化進程的加快，太原市的環境噪聲污染問題日益突出。作為城市環境質量的重要指標之一，聲環境質量直接關系到城市居民的生活質量和身心健康。統計數據顯示，2023年太原市各類噪聲污染投訴高達52 639件，其中社會生活噪聲和建筑施工噪聲占據了投訴總量的97.57%，反映出噪聲污染成為影響市民生活的突出環境問題[1]。傳統的人工巡檢方式存在監測頻次低、覆蓋范圍有限、數據連續性差等問題，難以滿足現代城市環境管理的需求。因此，太原市堅持以服務人民為導向，以科技支撐為手段，啟動了聲環境質量自動監測系統建設項目。項目的實施標志著太原市聲環境監測工作從傳統手工監測模式向智能化、自動化、網絡化的現代監測模式轉變。

2 聲環境質量自動監測系統建設與實施

2.1 系統功能需求

聲環境質量自動監測系統的建設與實施，需要明確系統的功能需求。高效、可靠的環境監測系統應具備全面、實時、準確的數據采集與分析能力，支持聲環境監控與管理。以下是聲環境質量自動監測系統在城市生態管理中的主要功能需求。

2.1.1 實時環境數據采集與監測

聲環境質量自動監測系統的核心功能是實時采集各種聲環境數據，包括自然聲環境、人工噪聲環境、振動環境等。系統需配備高精度的傳感器設備，能夠在不同環境條件下穩定運行，并通過無線通信技術，如物聯網技術、窄帶物聯網（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）、5G等將采集的數據實時傳輸至數據中心進行處理。

2.1.2 數據存儲與管理

大量的實時監測數據需要一個高效的數據存儲與管理平臺。系統應支持數據的長期存儲，同時確保數據的安全性與完整性。基于云計算技術的分布式存儲架構可以實現對海量數據的處理和存儲，保證系統的可擴展性和高可用性。同時，系統應具備智能數據管理功能，如數據去重、數據校驗和錯誤糾正等，確保數據的準確性和一致性。

2.1.3 數據分析與決策支持

采集的大量環境數據只有經過高效的數據處理與分析，才能為城市生態管理提供有價值的決策支持。聲環境質量自動監測系統應具備數據分析模塊，包括大數據處理和機器學習算法，能夠深入分析聲環境數據，如趨勢預測、異常檢測和關聯分析。

2.2 監測點位布設

太原市聲環境質量自動監測系統的布點工作嚴格遵循“科學延續、全面覆蓋、均衡布設”的原則。在前期籌劃階段，太原市生態環境局依據《功能區聲環境質量自動監測能力建設技術要求（試行）》《關于加快推進功能區聲環境質量監測點位評估核定和自動監測系統建設的通知》等技術規范要求，結合太原市城市總體規劃、聲環境功能區劃以及城市人口分布特點，在山西省率先開展了聲環境質量監測點位的評估和優化工作。通過科學論證和實地勘察，最終確定在太原市布設15個自動監測點位。其中，重點考慮居民區和特殊保護區域的噪聲防護需求，在1類功能區布設9個監測點，包括尖草坪氣象站、晉祠賓館、向陽苑、龍康新苑、西山灣綠苑小區等；針對商業區噪聲特征，在2類功能區布設2個監測點，包括中國輻射防護院和醫藥小區；為掌握工業活動噪聲影響，在3類功能區選取山西太鋼不銹鋼鋼管有限公司布設1個監測點；考慮到交通干線噪聲污染特點，在4a類功能區沿五一路、塢城路和千峰路主要交通干道布設3個監測點。這種布點方案實現了對太原市不同功能區聲環境的全面覆蓋和系統監控。

2.3 系統技術特點

太原市聲環境質量自動監測系統采用了一系列的監測技術和設備，構建了完整的聲環境監測技術體系。系統配備了全天候戶外傳聲器、專業噪聲采集分析設備、氣象監測設備，在4a類功能區監測點還特別增設了車流量監測裝置，以全面采集交通噪聲相關數據[2]。其中，最具創新性的是首次配備聲源識別模塊，引入基于深度學習的復雜環境自然聲源智能識別技術，能夠通過對聲音信號的智能分析和處理，實現對不同類型環境聲音的自動識別和分類。系統在技術實現上突出體現了4個特點：一是自動化程度高，實現24 h連續不間斷監測；二是智能化水平強，通過聲源識別模塊可自動識別蟲鳴鳥叫、人為活動等不同聲源，為噪聲污染精準溯源提供技術支持；三是網絡化程度深，監測數據實時上傳至生態環境部和山西省生態環境廳，確保數據傳輸的及時性和準確性；四是集成化功能全，構建了涵蓋數據采集、傳輸、存儲、分析、預警等功能的聲環境信息數據庫[3]，顯著提升了監測數據的代表性、連續性、穩定性以及可比性，為太原市聲環境質量管理提供了全方位的數據支持。

3 運行效果分析

3.1 監測數據分析

2023年，太原市聲環境質量自動監測系統監測結果如表1所示。數據顯示，全市聲環境質量呈穩中有升態勢，功能區聲環境質量晝間達標率在92.1%以上，夜間達標率在74.5%以上；區域聲環境狀況良好，1類功能區晝間平均等效聲級為48.3 dB（A），夜間為42.1 dB（A），2類功能區晝間平均等效聲級為52.6 dB（A），夜間為45.8 dB（A），3類功能區晝間平均等效聲級為58.4 dB（A），夜間為49.2 dB（A），4a類功能區晝間平均等效聲級為68.0 dB（A），夜間為64.8 dB（A）[4]。從監測點位分析，1類功能區的9個監測點位數據最為穩定，4a類功能區受交通流量影響波動較大，但通過實時監測和預警，有效控制了交通噪聲影響。

3.2 噪聲污染投訴分析

2023年太原市噪聲污染投訴統計結果如表2所示。數據顯示，投訴總量為52 639件，較2022年下降29.4%；投訴類型以社會生活噪聲為主，占76.9%，其次是建筑施工噪聲，占比20.67%。投訴時間主要集中在22：00至次日02：00，反映居民對夜間安靜環境需求較高。從地域分布看，太原市主城區投訴量占全市總量的85%以上，與人口密度和商業活動密切相關。投訴總量顯著下降表明，自動監測系統的投入有效提高了噪聲污染防治效率。

3.3 系統運行成效

太原市聲環境質量自動監測系統的運行取得了顯著成效。實現了監測方式的重大轉變，從傳統的人工手動監測升級為24 h連續自動監測，極大提升了監測數據的時效性和準確性。系統運行一年來，數據采集成功率保持在98%以上，監測數據的代表性、連續性、穩定性和可比性均得到明顯提升。系統構建了完善的數據管理體系[5]。通過建立全市聲環境信息數據庫，實現了監測數據的實時上傳、智能統計和科學分析。系統配備的聲源識別模塊通過深度學習技術，能夠準確識別不同類型的噪聲源，為精準治理提供了技術支持。

4 結論

太原市聲環境質量自動監測系統的建成投運，實現了從手工監測到自動監測的重要轉變。通過科學布設自動監測點位，實現了對不同功能區聲環境的全面監控。該系統的成功實踐表明，智能化、自動化的環境監測體系能夠有效提高環境管理水平，為改善城市聲環境質量、提高居民生活質量提供了可靠的技術支撐。

參考文獻

1 曾 佳，李清澄，楊煥煥.城市噪聲污染及監測方法研究[J].黑龍江環境通報，2024（4）：52-54.

2 劉和崗.基于智能傳感器網絡的實時機電設備噪聲監測系統設計[J].電聲技術，2024（9）：10-12.

3 孫 方，李 娟，陳 園.基于物聯網的城市環境智能監測平臺研究[J].現代信息科技，2023（14）：157-160.

4 張壯志.北京市礦山生態環境監測系統助力首都韌性城市建設[J].城市地質，2024（3）：281-290.

5 王 健，張 檬，郭志龍，等.基于嵌入式技術的城市綠地生態環境監測評價系統的設計[J].黑龍江科技信息，2011（11）：44.